摘要
在我国部分烟区，烟叶生长后期常遭遇持续低温多雨天气，近年来出现了烟叶采收推迟，烤烟上部烟烟碱含量偏低，工业可用性下降等问题。2,4-表油菜素内酯（2,4-epibrassinolide，EBR）是广泛使用的油菜素内酯类植物生长调节剂，具有促进作物根系发育、提高光合效率、提高抗逆性等作用。本论文在烤烟成熟期低温多雨的三门峡烟区，系统研究了外源EBR施用浓度、施用方式等对烟叶烟碱含量的调控效应，探索了EBR施用方式和EBR复配剂对成熟期烟株生长发育、光合作用、耐低温性能、成熟衰老特性、氮素和烟碱代谢的影响，以期为利用外源EBR调节成熟期烟株烟碱代谢，改善烟叶烟碱含量和提高品质提供依据。主要研究结果如下： EBR施用浓度对成熟期低温地区烟叶烟碱含量的影响研究发现，与喷施清水（CK1）相比，打顶当天叶面喷施不同浓度（0.1mg/L、0.2mg/L和0.4mg/L）的EBR溶液250mL/株，均可不同程度提高云烟87烟株的株高、茎围、SPAD值、叶面积系数、田间病毒病抗性、烤后烟叶的总氮和烟碱含量。其中，叶面喷施中等浓度的EBR（0.2mg/L，0.05mg/株）效果相对较好，中、上部烤后烟叶烟碱含量相较于CK1处理分别提高了11.11%和19.90%。 对打顶当天叶面喷施和灌根两种EBR施用方式下，叶片光合特性、干物质积累、氮代谢相关酶活性、烟碱代谢相关基因表达量和烤后烟化学成分的差异研究发现，与施用清水对照（CK2）相比，叶面喷施和灌根（0.05mg/株）两种EBR施用方式均可提升成熟期烟株的光合能力，增加烟株各部位的干物质积累量，显著提升中部和上部烤后烟叶总氮和烟碱含量，且叶面喷施处理的效果好于灌根处理。两种施用方式上部叶氮素吸收同化关键酶NR和GS活性显著高于CK2，叶面喷施处理叶片中氮同化相关基因NtGS2、NtGDH1和NtNR的相对表达量显著高于CK2和灌根处理。两种EBR施用方式烟株烟碱合成基因NtQPT、NtPMT和转运基因NtJAT1、NtJAT2和NtNUP1的相对表达量均极显著高于CK2，且叶面喷施处理叶片中烟碱合成与转运相关基因的表达量均极显著高于CK2和灌根处理。因此，外源EBR可促进烟株的生长发育、提高氮代谢及烟碱代谢水平，增加中部和上部烤后烟烟碱含量，叶面喷施的效果好于灌根。 为了进一步提高外源EBR对烤烟烟碱含量的调控效果，以打顶当天喷施等量清水（CK3）为对照，研究了单一喷施EBR（C1处理），EBR复配剂C2处理（EBR+稳定剂α-Cyclodextrin和Tween80+低浓度的抗冷剂CaCl2和ZnSO4·7H2O+低浓度的促黄剂KH2PO4）和EBR复配剂C3处理（EBR+稳定剂α-Cyclodextrin和Tween80+高浓度的抗冷剂CaCl2和ZnSO4·7H2O+高浓度的促黄剂KH2PO4）对成熟期烟叶烟碱含量的调控效应。与CK3相比，叶面喷施EBR溶液和EBR复配剂均可以显著提升成熟期烟株的光合能力和根系活力，增加烟株各部位干物质积累量，显著提升中上部烤后烟叶的烟碱和钾含量，且叶面喷施EBR复配剂处理效果优于单一喷施EBR处理。 对EBR复配剂调控烟株生长发育和烟叶烟碱含量的机理研究发现，复配剂处理C2和C3在喷施后30d至50d，上部叶中内源BR代谢相关基因NtDWF4、NtBZR1、NtBZR2和NtHERK2的表达量和烤后烟烟碱含量均显著高于单一喷施EBR处理C1，C3处理中、上部烤后烟烟碱含量较C1处理分别提高了9.65%和12.03%，C3处理可明显提升烤后烟质量，说明EBR复配剂中的稳定剂（α-Cyclodextrin和Tween80）延长了EBR的作用时效，对烟株生长发育影响的时间更长。在喷施后30d，田间温度急剧下降，4天内的日均温度为14.8℃，对EBR复配剂处理后烟叶耐冷相关基因表达的研究发现，C2和C3处理上部叶中的耐冷相关基因NtCBF1、NtCBF2、NtCOR47和NtCOR78的表达量均显著于C1处理，说明抗冷剂（CaCl2和ZnSO4·7H2O）可以显著提高烟株在低温环境下的抗性。对不同处理上部烟发育过程中叶质体色素含量和衰老相关基因表达量差异研究发现，与CK3和C1处理相比，C2和C3处理具有提高质体色素含量，延缓叶片成熟衰老的作用；C3处理在喷施后50d上部叶中叶绿素含量显著低于C2处理，说明C3处理中的高浓度的KH2PO4具有促进叶片成熟落黄的作用。 综上所述，在成熟期低温植烟区，烤烟打顶当天叶面喷施外源EBR可以促进烟株的生长发育，可提高氮代谢及烟碱代谢水平，增加中部和上部烤后烟烟碱含量，改善烟叶品质。外源EBR配施农药稳定剂、抗冷剂和较高浓度的促黄剂可进一步提升使用效果。
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